CN102540494A - 立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体显示装置，包括显示面板及可调式光栅。显示面板适于提供影像。可调式光栅位于影像的传递路径上。可调式光栅包括第一基板、相对于第一基板的第二基板以及位于第一基板与第二基板之间的显示介质。第二基板包括第二基底、位于第二基底上的多个第一电极以及多个第二电极。第一电极呈等间距排列。第二电极与第一电极交替排列。第二电极呈等间距排列。任意二相邻的第一电极之间存在第一间距。任意二相邻的第二电极之间存在第二间距。第一间距大于第二间距。

Description

立体显示装置

技术领域

本发明涉及一种立体显示装置，且特别涉及一种可切换最佳视距的立体显示装置。

背景技术

以目前的显示技术而言，立体显示技术可大致分成观赏者需戴特殊设计眼镜观看的戴眼镜式(stereoscopic)以及直接裸眼观看的裸眼式(auto-stereoscopic)。其中戴眼镜式立体显示技术已经发展成熟，并广泛用到如军事模拟或大型娱乐等某些特殊用途上。但戴眼镜式立体显示技术因其方便性与舒适性不佳，使得此类技术不易普及。因此，裸眼式立体显示技术已逐渐发展并成为新潮流。

公知的裸眼式立体显示器包括提供影像的显示面板以及配置于影像传递路径上的视差光栅。视差光栅中遮光区域之间距需与显示面板中的画素精准地对位，而使裸眼式立体显示器可呈现良好的立体显像效果。一般而言，习知视差光栅中遮光区域之间距为定值，而使观看裸眼式立体显示器的最佳视距固定。这样一来，当使用者欲改变观看距离时，其双眼的位置会偏离最佳视域，而无法观看到显示效果良好的立体影像。

发明内容

本发明提供一种立体显示装置，其具有可切换不同视距的功能。

本发明提供一种立体显示装置，包括显示面板及可调式光栅。显示面板适于提供影像。可调式光栅位于影像的传递路径上。可调式光栅包括第一基板、相对于第一基板的第二基板以及位于第一基板与第二基板之间的显示介质。第二基板包括第二基底、位于第二基底上的多个第一电极以及多个第二电极。第一电极呈等间距排列。第二电极与第一电极交替排列。第二电极呈等间距排列。任意二相邻的第一电极之间存在第一间距。任意二相邻的第二电极之间存在第二间距。第一间距大于第二间距。

在本发明的一实施例中，前述的第一电极与第二电极沿着第一方向交替排列，而各第一电极在第一方向上的宽度小于各第二电极在第一方向上的宽度。

在本发明的一实施例中，前述的第一电极之间存在第一节距(pitch)，第二电极之间存在第二节距，第一节距与第二节距实质上相等。

在本发明的一实施例中，前述的第一电极与第二电极沿着第一方向交替排列，各第一电极以及各第二电极为沿着第二方向延伸的条状电极，其中第二方向与第一方向交错。

在本发明的一实施例中，前述的第一电极以及第二电极共平面。

在本发明的一实施例中，前述的第一基板包括第一基底以及第三电极。第三电极位于第一基底上且位于第一基底与第二基底之间。第三电极为完整的导电图案且全面性地覆盖第一电极以及第二电极。

在本发明的一实施例中，前述的第一基板包括第一基底以及多个第四电极。第四电极位于第一基底上以及第一基底与第二基底之间。第四电极呈等间距排列。任意二相邻的的第四电极的间存在第四间距。第一电极与第二电极沿着第一方向交替排列。第四电极沿着第二方向排列。第一方向与第二方向交错。

在本发明的一实施例中，前述的第一基板可进一步包括多个第五电极。第五电极位于第一基底上以及第一基底与第二基底之间。第四电极与第五电极沿着第二方向交替排列。第五电极呈等间距排列。任意二相邻的第五电极之间存在第五间距。第四间距大于第五间距。

在本发明的一实施例中，前述的各第四电极在第二方向上的宽度小于各第五电极在第二方向上的宽度。

在本发明的一实施例中，前述的第四电极之间存在第四节距(pitch)，第五电极之间存在第五节距，第四节距与第五节距实质上相等。

在本发明的一实施例中，前述的各第四电极以及各第五电极为延着第三方向延伸的条状电极，其中第二方向与第三方向交错。

在本发明的一实施例中，前述的第四电极与第五电极共平面。

在本发明的一实施例中，前述的第一基板包括第一基底以及多个第四电极。第四电极位于第一基底上以及第一基底与第二基底之间。第四电极呈等间距排列。任意二相邻的的第四电极之间存在第四间距。第一电极与第二电极沿着第一方向交替排列。第四电极沿着第二方向排列，而第一方向与第二方向实质上平行。

在本发明的一实施例中，前述的第一基板更包括多个第五电极。第五电极位于第一基底上且位于第一基底与第二基底之间。第四电极与第五电极沿着第二方向交替排列。第五电极呈等间距排列。第五电极中任意二相邻的第五电极之间存在第五间距。第四间距大于第五间距。

在本发明的一实施例中，前述的第一电极实质上与第四电极切齐。第二电极实质上与第五电极切齐。

在本发明的一实施例中，前述的第一间距、第二间距、第四间距以及第五间距中互不相同。

在本发明的一实施例中，前述的各第四电极以及各第五电极为延着第三方向延伸的条状电极。第二方向与第三方向交错。

在本发明的一实施例中，前述的第四电极与第五电极共平面。

在本发明的一实施例中，前述的可调式光栅更包括偏光片。偏光片与第一基板连接。

在本发明的一实施例中，前述的立体显示装置更包括控制单元。控制单元适于依据可调式光栅的透光率调整影像的亮度。

基于上述，本发明的立体显示装置藉由在可调式光栅上配置不同间距的电极，而使本发明的立体显示装置具有可调整最佳视距的功能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A及图1B为本发明第一实施例的立体显示装置的示意图。

图2A为图1A的立体显示装置处于三维长视距模式的可调式光栅。

图2B为图1B的立体显示装置处于三维短视距模式的可调式光栅。

图3为本发明第二实施例的可调式光栅的立体示意图。

图4为对应图3中线段AA’所绘示的可调式光栅的剖面示意图。

图5为对应图3中线段BB’所绘示的可调式光栅的剖面示意图。

图6为本发明第三实施例的可调式光栅的立体示意图。

图7为对应图6中线段CC’所绘示的可调式光栅的剖面示意图。

图中：1000：立体显示装置，100：显示面板，200、200A、200B：可调式光栅，210、210A：第一基板，212：第一基底，214：第三电极，216：第四电极，218：第五电极，220：第二基板，222：第二基底，224：第一电极，226：第二电极，230：显示介质，240：偏光片，300：控制单元，D：最佳视距，M：影像，ML：左眼影像，MR：右眼影像，U：使用者，S、S1、S2、S4、S5：间距，P1、P2：节距，x、y、z：方向，W1、W2：宽度。

具体实施方式

第一实施例

图1A及图1B为本发明第一实施例的立体显示装置的示意图。特别是，图1A示出立体显示装置处于三维长视距模式下的状态，而图1B示出立体显示装置处于三维短视距模式下的状态。请参照图1A及图1B，本实施例的立体显示装置1000包括显示面板100及可调式(adjustable)光栅200。显示面板100适于提供影像M。影像M包括左眼影像ML及右眼影像MR。可调式光栅200位于影像M的传递路径上。在本实施例中，显示面板100可为非自发光显示器，例如液晶显示面板。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，显示面板100亦可为自发光显示器，例如有机发光显示面板。

在本实施例中，藉由可调式光栅200，使用者U可调整立体显示装置1000的最佳视距D，而使其在不同使用状况下皆可观看到质量优良的立体影像。以下将配合图1A、图1B、图2A及图2B详细地说明本实施例的可调式光栅200调整立体显示装置1000最佳视距D的工作原理。

图2A是图1A的立体显示装置处于三维长视距模式的可调式光栅。图2B是图1B的立体显示装置处于三维短视距模式的可调式光栅。请先参照图2A及图2B，本实施例的可调式光栅200包括第一基板210、相对于第一基板210的第二基板220以及位于第一基板210与第二基板220之间的显示介质230。在本实施中，显示介质230例如为液晶。另外，本实施例的可调式光栅200可进一步包括与第一基板210连接的偏光片240。

本实施例的第二基板220包括第二基底222、位于第二基底222上以及第二基底222与第一基板210之间的多个第一电极224和位于第二基底222上以及位于第二基底222与第一基板210之间的多个第二电极226。第一电极224与第二电极226交替排列。第一电极224可呈等间距排列。第二电极226亦可呈等间距排列。在本实施例中，第一电极224之间存在节距(pitch)P1，第二电极226之间节距P2，节距P1与节距P2实质上可相等。第一电极224以及第二电极226可共平面。但，本发明不以上述为限。

更进一步地说，第一电极224与第二电极226可沿着第一方向x交替排列，而各第一电极224以及各第二电极226可为沿着第二方向z延伸的条状电极，其中第二方向z与第一方向x交错。但，本发明不于此，第一电极224与第二电极226的形状皆可视实际的需求做适当的变化。

本实施例的第一基板210包括第一基底212和位于第一基底212上以及位于第一基底212与第二基板220之间的第三电极214。在本实施例中，第三电极214可为完整的导电图案且全面性地覆盖第一电极224以及第二电极226。但，本发明不限于此，在其它实施例中，第三电极214亦可设计为其它适当的形状。

值得注意的是，在本实施例中，任意二相邻的第一电极224之间存在第一间距(space)S1。任意二相邻的第二电极226之间存在第二间距S2。其中，第一间距S1大于第二间距S2。换言之，第一电极224与第二电极226可沿着第一方向x交替排列，在第一电极224与第二电极226等间距排列下，各第一电极224在第一方向x上的宽度W1可小于各第二电极226在第一方向x上的宽度W2(标示于图2B)。

藉由分别控制具有不同间距的第一电极224与第二电极226，本实施例的可调式光栅200可达到调整立体显示装置1000的最佳视距D的功效。请参照图1A及图2A，详言之，当欲使立体显示装置1000的最佳视距D较长时，具有长间距S1的第一电极224与第三电极214之间可不存在电位差，而使可调式光栅200中与第一电极224对应的区域可让光通过。具有短间距S2的第二电极226与第三电极214之间可存在电位差V，而使可调式光栅200中与第二电极214对应的区域不让光通过。此时，如图1A所示，可调式光栅200中遮光区域R(即与第二电极226对应的区域)的间距S(即第二电极226的间距S2)较窄，而使立体显示装置1000具有较长的最佳视距D。

请参照图1B及图2B，当欲使立体显示装置1000的最佳视距D较短时，具有长间距S1的第一电极224与第三电极214之间可存在电位差，而使可调式光栅200中与第一电极224对应的区域不让光通过。具有短间距S2的第二电极226与第三电极214之间可不存在电位差，而使可调式光栅200中与第二电极214对应的区域让光通过。此时，如图1B所示，可调式光栅200中遮光区域R(即与第一电极224对应的区域)的间距S(即第一电极226的间距S1)较宽，而使立体显示装置1000具有较短的最佳视距D。

需说明的是，上述的可调式光栅200的操作方式为示例。随着显示介质230种类的不同、或偏光片240吸收轴的配置方式不同，可调式光栅200的操作方式可能有所不同。上述的可调式光栅200的操作方式是用以举例说明本发明，而非用限定本发明。

请再参照图1A及图1B，本实施例的立体显示装置1000可进一步包括控制单元300。控制单元300适于依据可调式光栅200的透光率(transmittance)调整影像M的亮度。换言之，控制单元300可使处于各种模式的立体显示装置1000的亮度一致。举例而言，当本实施例的立体显示装置1000处于二维显示模式时，可调式光栅200的透光率为100%，而影像M的亮度为N。如图1A所示，当本实施例的立体显示装置1000处于三维长视距模式时，可调式光栅200的透光率降为50%。此时，控制单元300可调整显示面板100的背光源，而使影像M的亮度增加为2N。如此一来，使用者于二维显示模式切换为三维长视距模式时，立体显示装置1000所呈现的影像亮度便可相同，而使立体显示装置1000于切换过程中不易发生亮度不一致的问题。

类似地，如图1B所示，当本实施例的立体显示装置1000处于三维短视距模式时，可调式光栅200的透光率可为80%。此时，控制单元300可调整显示面板100的背光源，而增加影像M的亮度为1.25N。如此一来，使用者由其它模式切换为三维短视距模式时，立体显示装置1000所呈现的影像亮度便可相同，而使立体显示装置1000于切换过程中不易发生亮度不一致的问题。

第二实施例

本实施例的立体显示装置与第一实施例的的立体显示装置类似，因此相同的组件以相同的标号表示。两者主要的差异在于：可调式光栅的结构有所不同。图3为本发明第二实施例的可调式光栅的立体示意图。本实施例的可调式光栅200A与第一实施例的可调式光栅200与第一实施例的可调式光栅200类似。本实施例的可调式光栅200A与第一实施例的可调式光栅200不同之处在于：本实施例的第一基板210A的结构与第ㄧ实施例的第一基板210不同。以下就此相异处做说明，两者相同的便不再重述。

请参照图3，本实施例的可调式光栅200A包括第一基板210A、相对于第一基板210A的第二基板220以及位于第一基板210A与第二基板220之间的显示介质230。

本实施例的第二基板220包括第二基底222、位于第二基底222上的多个第一电极224以及位于第二基底222上的多个第二电极226。第一电极224与第二电极226交替排列。第一电极224可呈等间距排列。第二电极226亦可呈等间距排列。任意二相邻的第一电极224之间存在第一间距S1。任意二相邻的第二电极226之间存在第二间距S2。第一间距S1大于第二间距S2。

本实施例的第一基板210A包括第一基底212以及多个第四电极216。第四电极216位于第一基底212上且位于第一基底212与第二基底222之间。第四电极216呈等间距排列。任意二相邻的的第四电极216间存在第四间距S4。在本实施例中，第四间距S4与第一间距S1可相同。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，第四间距S4与第一间距S1亦可不相同。值得注意的是，第一电极222与第二电极224沿着第一方向x交替排列。第四电极216沿着第二方向z排列。第一方向x与第二方向z交错。在本实施例中，第一方向x与第二方向z可互相垂直。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，第一方向x与第二方向z之间亦可夹一角度，此角度不为0度、90度或180度。

本实施例的第一基板210A可进一步包括多个第五电极218。第五电极218位于第一基底212上且位于第一基底212与第二基底222之间。第四电极216与第五电极218沿着第二方向z交替排列。第五电极218呈等间距排列。任意二相邻的第五电极218之间存在第五间距S5。第四间距S4大于第五间距S5。在本实施例中，第五间距S5与第二间距S2可相同。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，第五间距S5与第二间距S2亦可不相同。

本实施例的第四电极216(或第五电极218)的延伸方向与第一电极222及第二电极224的延伸方向不同。详言之，第四电极216(或第五电极218)的延伸方向可与第一方向x平行。第一电极222及第二电极224的延伸方向可与第二方向z平行。藉由不同延伸方向的第四电极216(或第五电极218)，本实施例的可调式光栅200A除了具有调整最佳视距的功效外，更具有改变立体影像显示方向的功能。以下将配合图4、图5举例说明之。

图4为对应图3中线段AA’所绘示的可调式光栅的剖面示意图。图5为对应图3中线段BB’所绘示的可调式光栅的剖面示意图。请参照图3及图4，当使用者的双眼位于x方向上时，第一基板210A的第四电极216与第五电极218等电位，第二基板220的第一电极224与第二电极226其中之ㄧ可与第四电极216及第五电极218其中之ㄧ之间存在电位差V，而第一电极224与第二电极226之另ㄧ与第四电极216及第五电极218之另一之间不存在电位差。如此一来，双眼位于x方向上的使用者便可观看到立体影像。此外，此使用者藉调整第一电极224、第二电极226与第四电极216间的电位差可改变其最佳视距。

请参照图3及图5，当使用者的双眼位于z方向上时，第二基板220的第一电极222与第二电极226等电位，第一基板210A的第四电极216与第五电极218其中之ㄧ可与第一电极222及第二电极226其中之ㄧ之间存在电位差V，而第四电极216与第五电极218之另ㄧ与第一电极222及第二电极226之另ㄧ之间不存在电位差。如此一来，双眼位于z方向上的使用者便可观看到立体影像。另一方面，双眼位于z方向上的使用者藉由调整第四电极216、第五电极218与第一电极222间的电位差更可改变其最佳视距。

藉由第一基板210与第二基板220的延伸方向不同的电极，本实施例的立体显示装置除了具有调整视距的功效外，更具有调整可视方向的功能。此外，本实施例的立体显示装置具有与第一实施例的立体显示装置1000类似的功效与优点，于此便不再重述。

第三实施例

本实施例的立体显示装置与第二实施例的的立体显示装置类似，因此相同的组件以相同的标号表示。两者主要的差异在于：可调式光栅的结构有所不同。图6为本发明第三实施例的可调式光栅的立体示意图。图7为对应图6中线段CC’所绘示的可调式光栅的剖面示意图。请参照图6及图7，本实施例的可调式光栅200B与第二实施例的可调式光栅200A类似。本实施例的可调式光栅200B与第二实施例的可调式光栅200A不同之处在于：在本实施例中，第一基板210A与第二基板220的相对位置与在第二实施例中不同。以下就此相异处做说明，两者相同的便不再重述。

在本实施例中，第一基板210A的第四电极216与第五电极218的延伸方向与第二基板210的第一电极224与第二电极226的延伸方向实质上平行。更进一步地说，第四电极216可与第一电极224切齐，而第五电极218可与第二电极226切齐。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，第一电极224、第二电极226、第四电极216、第五电极218之间距可互不相同，进而使本实施例的立体显示面板装置可更精密地切换不同的最佳视距。切换方式与上述的方法类似，于此便不再重述。

此外，本实施例的立体显示装置具有与第二实施例的立体显示装置类似的功效与优点，于此亦不再重述。

综上所述，本发明一实施例的立体显示装置藉由在可调式光栅上配置不同间距的电极，而使本发明一实施例的立体显示装置具有调整最佳视距的功能。

此外，本发明另一实施例的立体显示装置更包括一控制单元。此控制单元可根据可调式光栅的透光率改变显示面板所提供的影像亮度，进而让使用者在切换不同显示模式时所感受到的画面亮度一致。

另外，在本发明又一实施例的立体显示装置中，第一基板与第二基板可分别包括延伸方向不同的电极，而使立体显示装置除了具有调整最佳视距的功能外，更具有改变立体显示装置可视方向的能力。

Claims (20)

1.一种立体显示装置，其特征在于，包括：

一显示面板，提供一影像；

一可调式光栅，位于该影像的传递路径上，该可调式光栅包括：

一第一基板；

一第二基板，相对于该第一基板，该第二基板包括：

一第二基底；

多个第一电极，位于该第二基底上以及该第二基底与该第一基板之间，该些第一电极呈等间距排列，该些第一电极中任意二相邻的第一电极之间存在一第一间距；以及

多个第二电极，位于该第二基底上以及该第二基底与该第一基板之间，该些第二电极与该些第一电极交替排列且呈等间距排列，该些第二电极中任意二相邻的第二电极之间存在一第二间距，其中该第一间距大于该第二间距；以及

一显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该些第一电极与该些第二电极沿着一第一方向交替排列，而各第一电极在该第一方向上的宽度小于各第二电极在该第一方向上的宽度。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该些第一电极之间存在一第一节距，该些第二电极之间存在一第二节距，该第一节距与该第二节距实质上相等。

4.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该些第一电极与该些第二电极沿着一第一方向交替排列，各第一电极以及各第二电极为沿着一第二方向延伸的条状电极，其中该第二方向与该第一方向交错。

5.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该些第一电极以及该些第二电极共平面。

6.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该第一基板包括：

一第一基底；以及

一第三电极，位于该第一基底上且位于该第一基底与该第二基底之间，其中该第三电极为一完整的导电图案且全面性地覆盖该些第一电极以及该些第二电极。

7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该第一基板包括：

一第一基底；以及

多个第四电极，位于该第一基底上以及该第一基底与该第二基底之间，该些第四电极呈等间距排列，该些第四电极中任意二相邻的的第四电极之间存在一第四间距，其中该些第一电极与该些第二电极沿着一第一方向交替排列，该些第四电极沿着一第二方向排列，而该第一方向与该第二方向交错。

8.根据权利要求7所述的立体显示装置，其特征在于，该第一基板更包括：多个第五电极，位于该第一基底上以及该第一基底与该第二基底之间，该些第四电极与该些第五电极沿着该第二方向交替排列，该些第五电极呈等间距排列，该些第五电极中任意二相邻的第五电极之间存在一第五间距，其中该第四间距大于该第五间距。

9.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于：各第四电极在该第二方向上的宽度小于各第五电极在该第二方向上的宽度。

10.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于：该些第四电极之间存在第三节距，该些第五电极之间存在第四节距，该第三节距与该第四节距实质上相等。

11.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于：各第四电极以及各第五电极为延着一第三方向延伸的条状电极，其中该第二方向与该第三方向交错。

12.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于：该些第四电极与该些第五电极共平面。

13.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，该第一基板包括：

一第一基底；以及

多个第四电极，位于该第一基底上以及该第一基底与该第二基底之间，该些第四电极呈等间距排列，该些第四电极中任意二相邻的的第四电极之间存在一第四间距，其中该些第一电极与该些第二电极沿着一第一方向交替排列，该些第四电极沿着一第二方向排列，而该第一方向与该第二方向实质上平行。

14.根据权利要求13所述的立体显示装置，其特征在于：该第一基板更包括：多个第五电极，位于该第一基底上且位于该第一基底与该第二基底之间，该些第四电极与该些第五电极沿着该第二方向交替排列，该些第五电极呈等间距排列，该些第五电极中任意二相邻的第五电极之间存在一第五间距，其中该第四间距大于该第五间距。

15.根据权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于：该些第一电极实质上与该些第四电极切齐，而该些第二电极实质上与该些第五电极切齐。

16.根据权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于：该第一间距、该第二间距、该第四间距以及该第五间距中互不相同。

17.根据权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于：各第四电极以及各第五电极为延着一第三方向延伸的条状电极，其中该第二方向与该第三方向交错。

18.根据权利要求14所述的立体显示装置，其特征在于：该些第四电极与该些第五电极共平面。

19.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于：该可调式光栅更包括：一偏光片，与该第一基板连接。

20.根据权利要求1所述的立体显示装置，其特征在于，更包括：一控制单元，适于依据该可调式光栅的透光率调整该影像的亮度。

Images